CN109378193B - 一种抗快速瞬变互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗快速瞬变互感器。所述互感器包括：绕线骨架、屏蔽隔板、一次绕组、二次绕组和铁芯；绕线骨架包括绕线部和引线部；绕线部为具有两端开口的中空结构；绕线部的端部开口向四周延伸出引线部；屏蔽隔板将绕线部隔开，形成第一绕线部和第二绕线部；第一绕线部的外侧缠绕一次绕组，第二绕线部的外侧缠绕二次绕组；铁芯沿竖直方向套设在绕线骨架外。本发明能够大大提高互感器的抗快速瞬变干扰能力，且操作简便、制作成本低。

Description

一种抗快速瞬变互感器
技术领域
本发明涉及互感器制造技术领域，特别是涉及一种抗快速瞬变互感器。
背景技术
互感器又称为仪用变压器，是电流互感器(CT)和电压互感器(PT)的统称，其能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。抗快速瞬变能力是检验互感器性能的一项重要指标。电路中，诸如来自切换瞬态过程(闪电、接电故障及切断感性负载等引起的瞬时扰动)，通常会对同一电路中的其他电气和电子设备产生干扰。互感器测试抗快速瞬变就是检验互感器在正常输入的交流信号中混入一个瞬变的高幅值、短上升时间、高重复率和低能量的一个脉冲群信号，对输出信号的影响大小，正常情况下，互感器输出的正弦信号波形正常，尖峰、毛刺越少，表示互感器抗快速瞬变能力越强。
目前，对于电流互感器，通常在绕线骨架外缠绕二次绕组，在二次绕组外设置屏蔽层，在屏蔽层外缠绕一次绕组，对于电压互感器，其结构从内到外依次为一次绕组、屏蔽层和二次绕组，可见，现有的互感器的一次绕组和二次绕组是耦合在一起的，这样就导致互感器的抗瞬变干扰能力较差。现有的为了提高互感器的抗瞬变干扰能力，通过在互感器输出端并联电容或输入与屏蔽之间并联电容将骨架型改成环形，或者将单层屏蔽改成双层加宽屏蔽，但这些措施都不能在很大程度上减少快速瞬变尖峰，并且这些措施可能受互感器性能、尺寸及工艺成本的限制，不符合批量制作。
发明内容
基于此，有必要提供一种抗快速瞬变互感器，以大大提高互感器的抗快速瞬变干扰能力，且操作简便、制作成本低。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种抗快速瞬变互感器，包括：绕线骨架、屏蔽隔板、屏蔽、一次绕组、二次绕组和铁芯；
所述绕线骨架包括绕线部和引线部；所述绕线部为具有两端开口的中空结构；所述绕线部的端部开口向四周延伸出所述引线部；所述屏蔽隔板将所述绕线部隔开，形成第一绕线部和第二绕线部；所述第一绕线部的外侧缠绕所述一次绕组，所述第二绕线部的外侧缠绕所述二次绕组；所述铁芯沿竖直方向套设在所述绕线骨架外。
可选的，外露于所述绕线部外壁的屏蔽隔板部分的上表面设置有隔板屏蔽层。
可选的，所述一次绕组或所述二次绕组的外侧还设置有绕组屏蔽层。
可选的，所述引线部包括一次引线部和引脚部；所述绕线部的上端开口向顶端或侧面延伸出所述一次引线部；所述一次引线部用于引出一次绕组的引出线；所述绕线部的下端开口向四周延伸出所述引脚部；所述引脚部用于引出一次绕组的引出线、二次绕组的引出线、所述隔板屏蔽层的引出线和所述绕组屏蔽层的引出线，或用于引出二次绕组的引出线、所述隔板屏蔽层的引出线和所述绕组屏蔽层的引出线。
可选的，所述引脚部上设置有过线槽；所述过线槽用于走线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种抗快速瞬变互感器，包括：绕线骨架、屏蔽隔板、一次绕组、二次绕组和铁芯；绕线骨架包括绕线部和引线部；绕线部为具有两端开口的中空结构；绕线部的端部开口向四周延伸出引线部；屏蔽隔板沿水平方向将绕线部隔开，形成第一绕线部和第二绕线部；绕线部、引线部和屏蔽隔板浇筑一体成型；第一绕线部的外侧缠绕一次绕组，第二绕线部的外侧缠绕二次绕组；铁芯沿竖直方向套设在绕线骨架外。本发明通过设置屏蔽隔板将一次绕组和二次绕组隔离开，显著提高了互感器的抗快速瞬变干扰能力，且操作简便、制作成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例抗快速瞬变互感器的结构示意图；
图2为本发明实施例增设绕组屏蔽层后的抗快速瞬变互感器的结构示意图；
图3为本发明实施例绕线骨架的结构示意图；
图4为本发明实施例增设隔板屏蔽层后的绕线骨架的结构示意图；
图5为本发明实施例第二引脚的结构示意图；
图6为本发明实施例抗快速瞬变互感器的等效电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例抗快速瞬变互感器的结构示意图；图2为本发明实施例增设绕组屏蔽层后的抗快速瞬变互感器的结构示意图；图3为本发明实施例绕线骨架的结构示意图；图4为本发明实施例增设隔板屏蔽层后的绕线骨架的结构示意图。
参见图1-4，实施例的抗快速瞬变互感器，包括：绕线骨架、屏蔽隔板1、一次绕组2、二次绕组3、铁芯4、隔板屏蔽层5和绕组屏蔽层15；所述绕线骨架包括绕线部和引线部；所述绕线部为具有两端开口的中空结构；所述绕线部的端部开口向四周延伸出所述引线部；所述屏蔽隔板1将所述绕线部隔开，形成第一绕线部6和第二绕线部7；所述第一绕线部6的外侧缠绕所述一次绕组2，所述第二绕线部7的外侧缠绕所述二次绕组3；所述铁芯4沿竖直方向套设在所述绕线骨架外；外露于所述绕线部外壁的屏蔽隔板部分的上表面设置有隔板屏蔽层5(如图4所示)，以进一步增强所述屏蔽隔板的屏蔽功能，使得互感器抗快速瞬变干扰能力更强；在本实施例中，对电流互感器来说，所述二次绕组3的外侧设置所述绕组屏蔽层15(如图2所示)，对电压互感器来说，所述一次绕组2的外侧设置所述屏蔽层5。
所述引线部包括一次引线部8和引脚部9；所述绕线部的上端开口向顶端或侧面延伸出所述一次引线部8；所述一次引线部8用于引出一次绕组2的引出线；所述绕线部的下端开口向四周延伸出所述引脚部9；所述引脚部9用于引出一次绕组2的引出线、二次绕组3的引出线、所述隔板屏蔽层5的引出线和所述绕组屏蔽层15的引出线，或用于引出二次绕组3的引出线、所述隔板屏蔽层5的引出线和所述绕组屏蔽层15的引出线；所述引脚部9上设置有过线槽10；所述过线槽10用于走线。
具体的，在实际应用中，所述一次引线部8可依据需求选择设置，当用户只需要在一侧引线(例如，绕线部的下端)时，可不设置所述一次引线部8，仅设置引脚部9，此时，引脚部9用于引出一次绕组2的引出线、二次绕组3的引出线、所述隔板屏蔽层5的引出线和所述绕组屏蔽层15的引出线；当用户需要在绕线部的上下两端同时引线时，此时，绕线部的上端开口向顶端或侧面延伸出一次引线部8，所述一次引线部8用于引出一次绕组2的引出线，绕线部的下端开口向四周延伸出所述引脚部9，所述引脚部9用于引出二次绕组3的引出线、所述隔板屏蔽层5的引出线和所述绕组屏蔽层15的引出线。
所述一次引线部8的一侧开设有两个卡槽11，所述卡槽11用于设置第一引脚12；所述一次引线部8的另一侧开设有电阻放置槽13，所述电阻放置槽13用于放置次级电阻；所述引脚部9上设置有七个第二引脚14，图5为本发明实施例第二引脚的结构示意图，参见图5，其中三个第二引脚14(针脚a、b、c)位于所述引脚部9的一侧，另外四个第二引脚14(d、e、f、g)位于所述引脚部9的另一侧；当用户只需要在一侧引线(例如，绕线部的下端)时，引脚部9用于引出一次绕组2的引出线、二次绕组3的引出线、所述隔板屏蔽层5的引出线和所述绕组屏蔽层15的引出线；当用户需要在绕线部的上下两端同时引线时，所述第一引脚12用于引出一次绕组2的引出线，所述第二引脚14用于引出二次绕组3的引出线、所述隔板屏蔽层5的引出线和所述绕组屏蔽层15的引出线，所述次级电阻的引出线也通过所述第二引脚14引出，具体的，针脚a、b为空针，所述隔板屏蔽层5的引出线、所述绕组屏蔽层15的引出线焊接到针脚c，所述二次绕组3连接的引出线焊接到针脚d/针脚e和针脚f/针脚g，所述次级电阻的引出线焊接到针脚d/针脚e。
本实施例中，屏蔽隔板1的位置是可调的，即第一绕线部6和第二绕线部7的区域大小是可调的。对电流互感器来说，一次绕组2的匝数一般很少，二次绕组3的匝数远远多于一次绕组2的匝数，因此第一绕线部6的区域要小于第二绕线部7的区域，屏蔽隔板1靠近绕线部的上部；而电压互感器刚好相反，一次绕组2的匝数会远远多于二次绕组3的匝数，因此第一绕线部6的区域要大于第二绕线部7的区域，屏蔽隔板1靠近绕线部的下部。所述屏蔽隔板1的厚度一般在0.5mm-4.5mm左右。
本实施例中，绕线骨架的材质为具有一定绝缘(耐压)阻燃性能的塑料材质,所述绕线部为矩形，其中心的矩形孔完全贯穿，以便于配合安装固定铁芯4。
本实施例中，铁芯4配合设置在绕线骨架上，铁芯4的尺寸是根据产品性能及绕线骨架的窗口确定的。所述铁芯4一般为EI硅钢片、ED铁芯或CD铁芯，EI硅钢片上开口、环形铁芯上开口或矩形铁芯上开口。
作为一种可选的实施方式，所述屏蔽隔板1沿水平方向将所述绕线部隔开，形成第一绕线部6和第二绕线部7。
作为一种可选的实施方式，所述绕线部、所述引线部和所述屏蔽隔板1浇筑一体成型。
所述抗快速瞬变互感器的原理如下。
图6为本发明实施例抗快速瞬变互感器的等效电路图。参见图6，I1为经变比转换的理论电流，r1为经变比转换的一次直流电阻，Lm1、Lm2分别为一次、二次漏感，XL二次励磁感抗，I0为励磁电流，I2为流经负载的电流，r2为二次线圈直流电阻，R为负载电阻。互感器测试抗快速瞬变实验就是在互感器正常输入的交流信号(频率f＝50Hz)中混入一个瞬变的高幅值、短上升时间、高重复率和低能量的一个脉冲群信号，该脉冲群信号频率很高(一般为几千赫兹到几百千赫兹)，对于常规互感器来说，由于一次二次绕组间没有隔板，是直接耦合在一起的，故漏感Lm很小，可忽略不计，当一次二次绕组通过屏蔽隔板1隔开后，漏感Lm会大很多(不能忽略)，由漏感感抗XLm＝2πfLm,漏感Lm增加，且若通过漏感的信号频率大到一定数量级，漏感感抗会很大，因此能起到阻碍高频信号传输的功能。
本实施例中的抗快速瞬变互感器通过设置屏蔽隔板将一次绕组和二次绕组隔离开，显著提高了互感器的抗快速瞬变干扰能力，且操作简便、制作成本低；并且在设置屏蔽隔板的基础上，再增设了一层屏蔽层，进一步增强了互感器抗快速瞬变干扰能力。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种抗快速瞬变互感器，其特征在于，包括：绕线骨架、屏蔽隔板、屏蔽、一次绕组、二次绕组和铁芯；
所述绕线骨架包括绕线部和引线部；所述绕线部为具有两端开口的中空结构；所述绕线部的端部开口向四周延伸出所述引线部；所述屏蔽隔板将所述绕线部隔开，形成第一绕线部和第二绕线部；所述第一绕线部的外侧缠绕所述一次绕组，所述第二绕线部的外侧缠绕所述二次绕组；所述铁芯沿竖直方向套设在所述绕线骨架外；
外露于所述绕线部外壁的屏蔽隔板部分的上表面设置有隔板屏蔽层；
所述一次绕组或所述二次绕组的外侧还设置有绕组屏蔽层；
所述引线部包括一次引线部和引脚部；所述绕线部的上端开口向顶端或侧面延伸出所述一次引线部；所述一次引线部用于引出一次绕组的引出线；所述绕线部的下端开口向四周延伸出所述引脚部；所述引脚部用于引出一次绕组的引出线、二次绕组的引出线、所述隔板屏蔽层的引出线和所述绕组屏蔽层的引出线，或用于引出二次绕组的引出线、所述隔板屏蔽层的引出线和所述绕组屏蔽层的引出线。
2.根据权利要求1所述的一种抗快速瞬变互感器，其特征在于，所述引脚部上设置有过线槽；所述过线槽用于走线。
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